张文峰
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夏东
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张东
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余志强
低温物理学报
混合型高温超导发电机采用高温超导带材作励磁材料,结构上与传统电机有较大的不同,设计方法也不尽相同.本文基于傅里叶变换将超导发电机的励磁集中绕组等效为沿转子圆周正弦分布的激励源,建立了超导发电机磁场分析模型.对电机气隙磁场分布进行了求解,并分析了不同绕组张角时气隙磁密波形中的谐波含量.通过参数化分析,研究了不同环境屏、转子的尺寸对电机功率密度的影响.采用有限元法对磁场求解结果进行了验证,结果一致性较好.研究结果表明,励磁绕组张角会对电机气隙磁密波形产生影响,合理设置超导发电机环境屏及转子结构,可以提高超导发动机的功率密度.
关键词:
超导发电机
,
解析法
,
励磁绕组张角
,
气隙磁密
,
功率密度
张文峰
,
夏东
,
张东
低温物理学报
有铁心超导电机边界条件复杂、磁场计算易受铁心饱和影响,且电机等效参数与频率、阻尼屏蔽系统(DSS)的材料和结构有关,导致已有解析法在分析此类电机DSS性能方面受到限制.本文将励磁绕组等效为探测线圈,基于时谐场有限元法分析了交变磁场在励磁绕组中的感应电流的变化情况,并基于此计算了DSS的屏蔽系数;将时域法引入到超导电机直轴和交轴超瞬态参数的计算,分析了超导电机接入无穷大电网时电机的阻尼特性.以一台500 kW有铁心超导电机为例,分析了影响DSS性能的因素,计算结果表明,电导率高、厚度大的DSS对交变磁场的屏蔽性能更好,但其阻尼性能却较差.因此,为了获得DSS的最佳的性能,对其屏蔽系数和阻尼性能的准确计算和综合考量是十分重要的.
关键词:
超导电机
,
阻尼
,
屏蔽
,
超瞬态
